Welche Schweißverfahren gibt es für verzinkte Rechteckrohre?
Das Schweißverfahren für verzinkte Rechteckrohre sollte auf der Grundlage der Eigenschaften der Oberflächenzinkbeschichtung (niedriger Schmelzpunkt, leichte Verdunstung), der Rohrwandstärke und des Verwendungszwecks (tragend/dekorativ, Innen-/Außenbereich) ausgewählt werden. Kernziele sind die Reduzierung der Gefährdung durch Zinkrauch, die Vermeidung von Schweißfehlern (Porosität, Zinkversprödung) und die Sicherstellung eines anschließenden Korrosionsschutzes.
II. Wichtige Betriebspunkte für jeden Prozess (spezifisch für die Eigenschaften der verzinkten Beschichtung)
Unabhängig vom gewählten Prozess sind „Behandlung der Zinkbeschichtung“, „Kontrolle der Wärmezufuhr“ und „Korrosionsschutz nach dem Schweißen“ wesentliche Gemeinsamkeiten, die betrieblichen Details variieren jedoch zwischen den Prozessen:
1. Lichtbogenschweißen (manuelles Schweißen): Geeignet für dickwandige, tragende Rohre.
Auswahl des Schweißstabs: Anti-Porositätsarme-Elektroden werden bevorzugt, um durch Zinkdampf verursachte Porositätsdefekte zu vermeiden. Häufig verwendete Typen:
Gewöhnliches verzinktes Kohlenstoffstahlrohr: E4303 (saure Elektrode, einfach zu bedienen, geeignet für nicht{1}}tragende-Anwendungen);
Belastete-tragende Strukturen/Umgebungen mit niedrigen{1}}Temperaturen: E4315 (alkalische Elektrode mit niedrigem-Wasserstoffgehalt, erfordert Trocknung, um Wasserstoffversprödung in der Schweißnaht zu reduzieren).
Zinkreinigung: Schleifen Sie die Schweißnaht mit einem Winkelschleifer ab (10-15 mm pro Seite), um die Zinkschicht vollständig zu entfernen. (Bei dicken feuerverzinkten Schichten schleifen Sie, bis der silberweiße Stahl freiliegt.) Dies verhindert die Verdunstung von Zink und die Bildung von Poren.
Parametersteuerung: Verwenden Sie einen kurzen Lichtbogen mit niedrigem Strom. Zum Schweißen eines 3 mm dicken Rohrs verwenden Sie beispielsweise einen Strom von 90–120 A und eine Lichtbogenlänge, die kleiner oder gleich der Hälfte des Stabdurchmessers ist. Vermeiden Sie eine übermäßige Zinkverdunstung, die durch anhaltend hohe Temperaturen verursacht wird.
Schweißtechnik: Verwenden Sie das „Unterbrochene Lichtbogenschweißen“ (Steckschweißen) und legen Sie nach jeder 10-15 mm langen Schweißnaht eine Abkühlpause ein, um die Ansammlung von Zinkdampf zu reduzieren. Halten Sie einen Stabwinkel von 45 Grad -60 Grad ein, um direkten Kontakt mit restlichem Zink zu vermeiden.. 2. CO₂-Schutzgasschweißen: Geeignet für das Chargenschweißen von mitteldünnwandigen Rohren
Schweißdraht und Gas:
Schweißdraht: Wählen Sie ER50-6 (ein kohlenstoffarmer Stahldraht, der Si und Mn zur Desoxidation und Reduzierung der Porosität enthält). Der Durchmesser sollte anhand der Wandstärke ausgewählt werden: 0,8 mm für dünnwandige Rohre (1,5–2 mm) und 1,0 mm für mitteldicke Rohre (2–4 mm).
Gas: Bevorzugt ist eine Ar+CO₂-Mischung (z. B. 80 % Ar+20 % CO₂). Dies reduziert Spritzer im Vergleich zu reinem CO₂ um über 50 % und sorgt für eine stabilere Abschirmwirkung. (Reines CO₂ ist nur für Außenanwendungen bei schwachem Wind geeignet.)
Parametersteuerung: Der Schlüssel ist „geringer Strom, schnelle Schweißgeschwindigkeit“. Zum Beispiel zum Schweißen eines 2 mm dicken Rohrs: Verwenden Sie einen Strom von 80–100 A, eine Spannung von 18–20 V und eine Schweißgeschwindigkeit von 30–40 cm/min. Dadurch wird ein übermäßiger Wärmeeintrag vermieden, der zu Rohrverformungen oder Zinkversprödung führen könnte. Betriebstipps: Halten Sie einen Schweißbrennerwinkel von 15–20 Grad relativ zum Rohr ein und begrenzen Sie die Drahtverlängerung auf 10–15 mm (ein zu kurzer Draht kann den Brenner verbrennen, während ein zu langer Draht unzureichenden Schutz bieten kann). Bei Stoßfugen sollte ein Spalt von 0,5–1 mm gelassen werden, um eine unvollständige Durchdringung zu verhindern.
3. WIG-Schweißen: Geeignet für dünnwandiges, hochpräzises Schweißen.
Wolframelektrode und Gas:
Wolframelektrode: Wählen Sie eine Cer-Wolfram-Elektrode (WC20) mit einem Durchmesser von 2,0-2,4 mm (geeignet für dünnwandige Rohre). Erden Sie die Spitze in einem Winkel von 30–45 Grad, um die Lichtbogendrift zu reduzieren.
Reinheit des Argongases: Mindestens 99,99 % (hoch-argon sorgt für ein oxidationsfreies-Schweißbad und verhindert eine Schwärzung der Schweißnaht). Durchflussrate: 8–12 l/min.
Zinkreinigung: Reinigen Sie den Schweißbereich (einschließlich Ölflecken und der Zinkschicht) gründlich mit Sandpapier oder Alkohol. Andernfalls können bereits Spuren von Zinkrückständen unter Argonschutz zu Porosität führen (WIG-Schweißen ist äußerst empfindlich gegenüber Verunreinigungen). Schweißtechnik: Verwenden Sie „Stumpfschweißen ohne Zusatzdraht“ (dünn{2}}wandige Rohre kleiner oder gleich 1,5 mm) oder „manueller Zusatzdraht“ (Wandstärke 1,5-2 mm). Führen Sie den Fülldraht beim Einfüllen vorsichtig von der Vorderseite des Schmelzbads aus ein (vermeiden Sie dabei den Kontakt mit der Wolframelektrode). Halten Sie die Wärmeeinflusszone innerhalb von 5 mm, um Rohrverformungen zu minimieren.
4. Widerstandsschweißen (Punktschweißen/Nahtschweißen): Geeignet für leichte, dünnwandige Überlappungsverbindungen.
Elektrode und Parameter:
Elektrode: Verwenden Sie eine Elektrode aus einer Kupferlegierung (ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit) mit glatter Oberfläche, um ein Anhaften an der Zinkbeschichtung zu vermeiden.
Parameter: Punktschweißdruck 0,3-0,5 MPa, Strom-Einschaltzeit 0,5–1,0 s, Strom je nach Wandstärke angepasst (ungefähr 5–8 kA für ein 1 mm dickes Rohr). Stellen Sie sicher, dass der Schweißpunktdurchmesser größer oder gleich dem Dreifachen der Wandstärke ist (z. B. ist der Schweißpunktdurchmesser bei einem 1 mm dicken Rohr größer oder gleich 3 mm). Verbindungsdesign: Es müssen Überlappungsverbindungen mit einer Überlappungslänge verwendet werden, die größer oder gleich dem Fünffachen der Wandstärke ist (z. B. größer oder gleich 5 mm für ein 1-mm-Rohr). Vermeiden Sie kurze Überlappungen, die zum Bruch der Schweißnähte führen könnten. Kalttauchverzinkte Rohre können vor dem Schweißen leicht angeschliffen werden (eine gründliche Reinigung ist nicht erforderlich; Widerstandshitze kann die Zinkschicht teilweise schmelzen).
Nach-Schweißbehandlung: Rückstände von Zinkrückständen bleiben auf der Schweißoberfläche zurück, die mit Schleifpapier geglättet und dann erneut mit Kalt-Tauchverzinkungsfarbe aufgetragen werden sollte, um Korrosion zu verhindern. III. Grundprinzipien der Prozessauswahl
Basierend auf der Wandstärke: WIG-Schweißen/CO₂-Schweißen wird für dünne Wände (weniger als oder gleich 2 mm) bevorzugt; CO₂-Schweißen wird für mitteldicke Wände (2–4 mm) bevorzugt. und Lichtbogenschweißen wird für dicke Wände (größer oder gleich 4 mm) bevorzugt;
Je nach Anwendung: Lichtbogenschweißen/E4315-Elektroden werden für tragende Strukturen (z. B. Fabrikgebäude) bevorzugt. CO₂-Schweißen wird für massengefertigte dekorative Teile (z. B. Leitplanken) bevorzugt. WIG-Schweißen wird für hochpräzise dünnwandige Teile (z. B. medizinische Geräte) bevorzugt. und Widerstandsschweißen wird für leichte Möbel bevorzugt;
Basierend auf Umweltschutzanforderungen: Widerstandsschweißen (zinkrauchfrei) wird für das Schweißen in engen Räumen/Innenräumen bevorzugt; Lichtbogenschweißen/CO₂-Schweißen (mit Rauchabzugsausrüstung erforderlich) wird für Außenbereiche/gut{1}}belüftete Umgebungen bevorzugt.
Zusammenfassung
Für verzinkte Rechteckrohre gibt es kein „optimales“ Schweißverfahren. Die Auswahl muss auf einer umfassenden Betrachtung der Rohrwandstärke, der Anwendungsanforderungen und der Produktionseffizienz basieren. Der Schlüssel besteht darin, die Festigkeit der Schweißnaht und die Korrosionsbeständigkeit durch drei wichtige Schritte in Einklang zu bringen: Reinigen der Zinkschicht, Steuern der Wärmezufuhr und Auftragen eines Korrosionsschutzes nach dem Schweißen. Beispielsweise wird Lichtbogenschweißen mit E4315-Elektroden für dicke, tragende Leitplanken im Außenbereich verwendet, WIG-Schweißen mit Argonabschirmung für dünnwandige Zierrahmen im Innenbereich und CO₂-Mischgasschweißen für serienmäßig hergestellte Geräterahmen. Mit allen diesen Methoden können stabile und zuverlässige Schweißergebnisse erzielt werden.